DE2057788B2 - Wärmeisolierendes Lunkerverhütungsmittel - Google Patents

Description

5. Lunkerverb übungsmittel nach Anspruch 4, 30 ständig zu überdecken, wird die Dicke der aufgedadurch gekennzeichnet, daß das basische Material blähten Schicht übermäßig groß.

aus Calciumhydroxyd besteht. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines wärme-

6. Lunkerverhütungsmittel nach einem der An- isolierenden Lunkerverhütungsmittels, das eine gute spräche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es Wärmeisolierung des vergossenen flüssigen Metalls 5 bis 15 Gewichtsprozent faseriges Material ent- 35 gestattet und nicht die Nachteile der bekannten wärmehält, isolierenden Lunkerverhütungsmittel hat. Die Lösung

der Aufgabe erfolgt durch ein wärmeisolierendes Lunkerverhütungsmittel, das wenigstens ein hitze-

beständiges, wärmeisolierendes Witerial, bestehend

40 aus Vermiculit, Perlit, Bimsstein, gebranntem Ton, Siliciumdioxydmehl, Tonerde, Bauxit, Magnesia, To-

Die Erfindung bezieht sich auf wärmeisolierende nen. Kaolin oder anderen hitzebeständigen Silicaten, Lunkerverhütungsmittel. umfaßt, und dadurch gekennzeichnet ist, daß es etwa

Beim Gießen von geschmolzenem Metall zu Blöcken 10 bis 40 Gewichtsprozent säurebehandelten Graphit •der Gußstücken ist es übliche Praxis, die obersten 45 enthält, der sich beim Erhitzen aufbläht und eine in Teile des geschmolzenen Metallkörpers thermisch zu hohem Grad wärmeisolierende vermikulare Struktur isolieren, gerade, nachdem man den Gießprozeß abge- mit niedriger Dichte ergibt.

krochen hat; so wird die Metallnachspeisung zu dem Das Lunkerverhütungsmittel gemäß der Erfindung

Block- oder Gußstückkörper aufrechterhalten, um kann noch weitere kohlenstoffhaltige Materialien enttlas Schwinden beim Erstarren auszugleichen. Die 50 halten. Es ist auch möglich, eine Zusammensetzung thermische Isolierung wird häufig teilweise dadurch zu verwenden, die beim Erhitzen zu einem hitzebe-Husgeführt, daß man auf die geschmolzene Metallober- ständigen Material wird; solche Materialien sind z. B. fläche eine Schicht einer wärmeisolierenden Zusam- Kalk (Calciumhydroxyd) und Magnesiumcarbonat. tnensetzung aufbringt. Da eine solche Schicht die Die Korngröße eines solchen Materials ist vorzugs-Lunkerbildung wesentlich beschränkt, werden die 55 weise so, daß es nicht aus der Mischung steigert, und verwendeten Materialien als wärmeisolierende Lunker- so, daß die Mischung pelletisiert, granuliert oder, falls Verhütungsmittel bezeichnet. erforderlich, tablettiert werden kann.

Aus der DT-PS 645 806 ist ferner ein Lunkerver- Säurebehandelter Graphit ist ein allgemeiner Ausiütungsmittoi bekannt, das etwa 62% Kieselsäure, druck für Graphite, die sich beim Erhitzen aufblähen etwa 26% Kohlenstoff und etwa 6% Ätznatron 60 und so eine in hohem Grade wärmeisolierende verenthält. Der Kohlenstoff wird von gepulverter Stein* miculare Struktur mit niedriger Dichte ergeben. Diese kohle oder Braunkohle oder von Holzsägespänen ge- Graphite können dadurch hergestellt werden, daß man liefert. Bei Anwendung des Lunkerverhütungsmittels LattieUengraphit mit Mischungen von Schwefelsäure bildet sich sofort eine flüssige Schlacke auf der Ober* mit Salpetersäure oder Perchlorsäure behandelt und lache des Stahlblockkopfes. Ein derartiges Lunkerver* 65 dann den so behandelten Graphit aus der Säure entfcütungsmittei ist nicht wärmeisolierend. fernt. Die Säuremischung kann ein anorganisches

Es ist ferner aus der tJSA.-Patentschrift 3 308 514 Oxydationsmittel wie Chromtrioxyd, Kaliumchlorat bekannt, säufebehandelten Graphit auf den Schmelze- oder Katiumpermanganat enthalten. Der so behan*

^Γ 3 4

tjelte Graphit wird sich beim Erhitzen, gewöhnlich gefunden, daß der Grad des Wärmeverlustes nach

oberhalb 150⁰C, auf ein Vielfaches seines Ursprung- 14 min gleich dem war, der unter Anwendung von

lieben Volumens aufblähen oder ausdehnen. 1000 g eines herkömmlichen, exothermen Marken-

Die Lunkerverhütungsmittel gemäß der Erfindung Lunkerverhüumgsmittel in einer identischen Form können in Pulverform vorliegen, aber sie sind Vorzugs- 5 verwendet wurde. Nach 35 min war der Gesamtwärmeweise granuliert oder zu Tabletten geformt. Ein kleiner vertust in bejdeu Fällen der gleiche, Anteil eines Tons oder anderen Binders kann dem Ein 20-cm-Gußwürfel wurde unter Anwendung von Gemisch für die Pelletisierung einverleibt werden. steigendem Guß hergestellt und mit einem Steiger

Es ist gefunden worden, daß Lunkerverhütungsmittel von 15 cm Höhe und 15 cm innerem Durchmesser

gemäß der Erfindung von besonderem Wert beim m versehen, wobei eine mild wirkende exotherme Um-

Gießen von geschmolzenen Metallen, vorzugsweise kleidung zur Anwendung kam. Das Gußstück wurde

eisenhaltigen Metallen sind. Die Einlagerung von in Stahl (0,2 bis 0,4% Kohlenstoff), bei 1580⁰C ver-

hitzebeständigem Material überwindet alle Nachteile, gössen, hergestellt. 260 g der obengenannten Mischung

die bei Verwendung von Graphit allein auftreten. wurden sogleich nach dem Gießen als Lunkerverhü-

Bei der praktischen Ausfuhrung der Erfindung wird 15 tungsmittel aufgebracht. Die anfängliche Dicke der nach dem Vergießen des geschmolzenen Metalls in eine Lunkerverhütungsmittelschicht betrug 12 mm und Kokille oder Gußform auf die Oberfläche des geschmol- dehnte sich in Berührung mit dem geschmolzenen Mezenen Metalls in dem Gießkopf das wärmeisolierende tall auf über 50 mm aus. Es entwickelte sich kein Lunkerverhütungsmittel gemäß der Erfindung aufge- Rauch. Beim Längszerschneiden des fertigen Gußbracht. Die Menge des Lunkerverhütungsmittels, die 20 Stückes wurden Lunker im Bereich des Steigers geverwendet wird, ist vorzugsweise ausreichend, um eine funden; die Analyse des Gußmet?Us zeigte keine Schicht von aufgeblähtem wärmeisolierendem Material bedeutsame Kohlenstoffaufnahme, zumindest in einer Dicke von 25 mm auf der Obe_t fläche . . des geschmolzenen Metalls zu liefern. Beispiel 2

Mit den meisten säurebehandelten Graphiten ist die 25 Die folgende Zusammensetzung verhielt sich in

Tendenz verbunden, während des Gebrauchs Säure granulierter Form als wirksames isolierendes Lunker-

und unerwünschten Qualm zu erzeugen. Dieser Ten- verhütungsmittel:

denz kann entgegengewirkt werden, indem man dem Säurebehandelter Graphit 20

Lunkerverhütungsmittel ein basisches Material bei- Gebrannter Ton 50

fügt, z. B. Calciumhydroxyd, Natriumcarbonat, Ma- 30 Bindeton 25

gnesiumhydroxyd oder Magnesiumcarbonat. Im allge- Calciumhydroxyd 4

meinen ist ein Anteil eines basischen Materials bis zu Dextrose 1

10 Gewichtsprozent der Zusammensetzung angebracht. . . . .

In einigen Fällen jedoch kann das hitzebeständige Beispiel i

wärmeisolierende Material selbst basisch sein, z. B. 35 Ein Lunkerverhütungsmittel in Pulverform wurde

wenn Magnesiumoxyd verwendet wird. hergestellt aus:

Wie ausgeführt, kann feinzerteilter Kohlenstoff, der Säurebehandeltem Graphit 20

bei der Aufblähung oder Ausdehnung des säurebe- Gebranntem Ton 40

handelten Graphits gebildet wird, zur Oxydation Bindeton 25

neigen. Diese Oxydation, die zu einer Schichtdicken- 40 Aluminiumpulver 10

abnähme des Lunkerverhütungsmittels führt und die Calciumhydroxyd 5

für wärmeisolierende Eigenschaften nachteilig sein . . . .

würde, kann dadurch vermieden werden, daß in das B e 1 s ρ 1 e

Lunkerverhütungsmittel ein feinzerteiltes, leicht oxy- Ein Lunkerverhütungsmittel in Pulverform wurde

dierbares Material wie Aluminium, Magnesium oder 45 hergestellt aus:

Calciumsilicid eingebracht wird, ein Material, das vor- Säurebehandeltem Graphit 25

zugsweise durch den säurebehandelten Graphit oxy- Bindeton 55

diert wird. Im allgemeinen kann eine Menge bis zu Aluminiumpulver 5

20 Gewichtsprozent eines solchen Zusatzes beigegeben Rayon 10

werden. 5° Calciumhydroxyd 5

Es kann auci« von Wert sein, einen Anteil, z. B. 5 bis . . . ,

15 Gewichtsprozent eines organischen oder anorga- Beispiel

nischen faserigen Materials in das Lunkerverhütungs- Ein Lunkerverhütungsmittel in Pulverform wurde

mittel einzubringen, um die Geschlossenheit der auf- hergestellt aus:

geblähten Lunkerverhütungsmittelschicht aufrechtzu- 55 Säurebehandeltem Graphit 30

erhalten. Das faserige Material kann vorzugsweise eine Vermiculit 25

Faserlänge von 3 bis 10 mm besitzen. Gebrannter Ton 39

Lunkerverhütungsmittel gemäß der Erfindung sind Calciumhydroxyd 6

zum Gebrauch sowohl für Gießereien als auch Stahl- _ . · ι _ή

werke geeignet; sie können für eine große Anzahl von 60 Beispiele

sowohl Bisen- als auch Nichteisenmetallen (z. B. In diesem Beispiel wurde ein Vergkich zwischen

Kupfer) Verwendung finden. säurebehandeltem Graphit allein und einem Lunker-

. , verhütungsmittel gemäß der Erfindung angestellt.

Beispiel 1 _Zwei 20-cm*GußwÜrfel wurden aus Stahl mit nied*

400 g einer Mischung, die 25% säurebehandelten 65 rigem Kohlenstoffgehalt (~ 0,1%), der bei ungefähr

Graphit, 25% Bindeton und 50% gebrannten Ton um- 1580⁰C vergossen wurde, hergestellt. Jedes Gußstück

faßte, wurde auf eine 23 cm* große heiße Platte auf- wurde mit einer zylindrisshett isolierende« Buchse

gebracht, die bei 1420⁰C gehalten wurde. Es wurde von 15 cm innerem Durchmesser und 15 cm Höhe

5 6 ^

für den Steiger gegossen. Die Gußformen waren aus Im Gegensatz hierzu blieb das Lunkerverhütungs-

mit Natriumstlicat gebundenem Sand hergestellt. Bei mittel auf dem Gußstück A, abgesehen von dem

einem Gußstück A wurde ein Lunkerverhütungsmittel Zusammenfallen infolge der Metallschrumpfung, wäh-

folgender Zusammensetzung angewendet: rend der Dauer des Versuchs unversehrt, Nach dem

Säurebehandelter GraDhit 25 ⁵ Herausnehmen wurden beide Gußstücke in der Längs- Btodeton 70 richtung geschnitten. Es wurden Proben von verschie- Cälciumhydroxvd 5 denen Stellen an der Schnittfläche senkrecht unter dem Steigerlunker genommen und auch voti einem Teil Bei einem anderen Gußstück B wurde säurebchan- gegen den Boden des Würfels und von der Linie des

delter Graphit allein angewendet. io Lunkers entfernt. Die letztgenannten Proben wurden

Beide Materialien wurden auf die Oberfläche des als repräsentativ für das Bodenmaterial genommen. Die Metalls in dem Steiger in einer Menge von 0,32 g/cm^: Querschnitte der Gußstücke und die Lage der Priifsofort, nachdem das Gießen beendet war, aufgebracht. stellen sind in der Zeichnung gezeigt. Bei dem Gußstück A dehnte sich das Lunkerverhü- Es wurden Kohlenstoffanalysen bei jeder der Proben tungsmittel aus und ergab eine Schicht von annähernd 15 ausgeführt. Mit dem Lunkerverhütungsmittei war, wie 20 mm Dicke an dem Rand des Steigers. Bei dem Guß- gefunden wurde, die Kohlenstoffaufnahme zu verstück B dehnte sich der säurebehandelte Graphit auf nachlässigen. Es wurden Werte von 0,0S, 0,078, 0,07, eine Höhe von annähernd 36 mm an dem Rand des 0,077 und 0,065% aufgezeichnet. Mit dem säurebe-Steigers aus; dies überschritt die für das Lunkerver- handelten Graphit bei alleiniger Anwendung war, wie hütungsmittel zulässige Höhe (25 mm), welche in der ao gefunden wurde, eine wesentliche Kohlenstoffauf-Praxis angewendet wird, wenn man Gußstücke von nähme sowohl in dem Steiger als auch in dem Gußähnlicher Größe erzeugt, und die Ausdehnung ergab stück selbst vorhanden. Die entsprechenden Werte ein Überlaufen und Ausschuß von Material. für den Kohlenstoffgehalt sind: 0,2, 0,16, 0,143,

Annähernd 5 min nach dem Gießen war ein be- C.O85, 0,08 und 0,09 %.

trächtliches Zusammenfalten infolge des Ausbrennens 25 Die Lunkerverhütungsmittei gemäß der Erfindung des säurebehandelten Graphits auf dem Gußstück B haben eine große Anzahl von vorteilhaften Eigenzu bemerken. Dieses setzte sich fort, bis die Metall- schäften: Sie sind sauber und stäuben nicht im Geoberfläche sichtbar war (annähernd 10 min), wobei brauch, sie erzeugen keinen schädlichen oder unerzu sehen war, daß zusätz'ich zu dem Ausbrennen eine wünschten Rauch, sie sind verhältnismäßig wirtschaftrasche Auflösung des aufgeblähten Graphits in dem 30 Hch in der Herstellung und im Gebrauch und sie geschmolzenen Metall eintrat. Dieser Vorgang setzte können bequem in leicht handhabbare Preßlinge, sich fort, bis das Material vollständig aufgelöst war Pellets oder Granulate geformt werden. Wie angege-(16 min), wobei sich während des Prozesses ein b>p- ben, ist die Kohlenstoffaufnahme durch das geträchtlicher Rauch ergab. schmolzene Metall gering.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (4)

spiegel in einer Kokille aufzugeben. Dieser Graphit Patentansprüche: bläht sich auf und wirkt wärmeisolierend auf den Bad spiegel.

1. Wärmeisolierendes Umkerverhötungsmtttel, Es wurde wider Erwarten gefunden, daß Ergebnisse, das wenigstens ein hitzebeständiges, wärmeiso- 5 die unter Anwendung eines säurebehande ten Graphits Uerendes Material, bestehend aus Vermiculit, allein als Lunkerverhütungsmittel erhalten wurden, Perlit, Bimsstein, gebranntem Ton, Siliciurodioxyd- nicht zufriedenstellend sind. Die hohe Konzentration mehl, Tonerde, Bauxit, Magnesia, Tonen, Kaolin von kohlenstoffhaltigem Material beeinflußt den oder anderen hitzebeständigen Silicaten, umfaßt, Kohlenstoffgehalt des gegossenen Metalls; dies ist dadurchgekennzeichnet, daß es etwa io nachteilig, insbesondere, wenn das Metall eisenhaltig 10 bis 40 Gewichtsprozent säurebehandelten Gra- ist. Zusätzlich hat der aufgeblähte Kohlenstoff, der phit enthält, der sich beim Erhitzen aufbläht und von extrem niedriger Fülldichte ist, die Tendenz, von eine in hohem Grad wärmeisolierende verroikulare der Metalloberfläche wegzuwehen, z.B. unter dem Struktur mit niedriger Dichte ergibt. Einfluß der Stichabnahmen, so daß seine Wirksamkeit

2. Lunkerverhütungsmittel nach Anspruch 1, da- 15 als wärmefsolierende Schicht schwindet und zusätzlich durch gekennzeichnet, daß die Anteile und Arten ein Luftverschmutzungsproblem entsteht. In feinzerder zwei Materialien so gewählt sind, daß bei An- teilter Form neigt Kohlenstoff dazu, an Luft zu oxywendung einer Schicht des Mittels auf eine ge- dieren; es ist schwierig, genau eine kleine Dosierung schmolzene Metalloberfläche sich die Schicht auf eines nicht aufgeblähten säurebehandelten Graphits nicht mehr als d*s Fünfzehnfache ihrer Ursprung- 20 anzuwenden, um gerade die gewünschte Dicke von liehen Dicke ausdehnt. einer aufgeblähten Schicht über die ganze Oberfläche

3. Lunkerverhütungsmittel nach Anspruch 1 des geschmolzenen Metalls zu erhalten. Es wurde in oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 15 bis der Praxis gefunden, daß säurebehandelter Graphit, 40 Gewichtsprozent säurebehandelten Graphit ent- wenn er allein verwendet wird, sich weitgehend auf hält. 35 mehr als das Fünfzehnfache seiner Eigendicke auf-

4. Lunkerverhütungsmittel nach einem der An- bläht; dies ist ein ernster Nachteil, da sich daraus spräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es Überlaufen und Ausschuß ergibt. Wenn genug unaufbis zu 10 Gewichtsprozent eines basischen Mate- geblähter säurebehandelter Graphit angewendet wird, rials enthält. um die Oberfläche des geschmolzenen Metalls voll-